[发明专利]一种以焦磷酸钛为离子嵌入型固体负极的溴-半液流电池

权利要求书

1.一种以焦磷酸钛为离子嵌入型固体负极的溴-半液流电池，其特征在于，包括：

焦磷酸钛负极；

含有锂离子的负极液；

离子交换膜；

含有负一价溴离子正极；以及

锂离子的水溶液构成的正极液。

2.根据权利要求1所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的焦磷酸钛负极包含：活性物质焦磷酸钛，导电剂，粘结剂和集流体；由活性物质焦磷酸钛与导电剂及粘结剂经过均匀混合后以辊压的方式制成的电极膜与集流体结合构成；其中活性物质焦磷酸钛的含量为负极总质量的10%-90%；负极电极膜中的活性物质的担载量在10-2000 mg cm^-2之间。

3.根据权利要求2所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的焦磷酸钛具有小于800纳米的颗粒尺度，其表面被碳材料修饰或复合了其他碳载体。

4.根据权利要求3所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的表面修饰碳层或复合碳载体为有机物碳化形成的无定型碳、碳纳米管、石墨烯、膨胀石墨中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1-4之一所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的导电剂为介孔炭、硬炭、石墨、石墨烯、单壁或多壁碳纳米管、碳纤维、乙炔黑或炭黑导电材料中的一种或几种；导电剂的含量为负极总质量的1%-30% 。

6.根据权利要求5所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚烯烃、聚乙烯醇、丁苯橡胶中的一种或几种；粘结剂的含量为负极总质量的1%- 30%。

7.根据权利要求6所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述集流体具有高电子电导的固体网络，选自碳毡、石墨毡、导电石墨板、导电石墨网、碳布、钛网、镍网、铜网、铝网、不锈钢网中的一种或几种的复合物。

8.根据权利要求7所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的正极液和负极液为含有锂离子的水溶液，其浓度在0.1-10 mol/L之间。

9.根据权利要求1或8所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的正极液和负极液，除了含有锂离子，还包括：钠离子，钾离子，镁离子，锌离子，铵根离子中的一种或几种，其浓度为0.1-2.0 mol/L。

10.根据权利要求1或8所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的正极液和负极液,还含有的阴离子为硫酸根、硝酸根、氯离子和氢氧根中的一种或几种，其相应的离子浓度在0.1 mol/L到10 mol/L之间。

11.根据权利要求1所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的离子交换膜选自：Nafion膜，各类衍生或加强的阳离子交换膜，具有微孔介孔的选择性透过膜、半透膜、反渗透膜。

12.根据权利要求1所述的溴-半液流电池，其特征在于，所述的负一价溴离子正极是包含负一价溴离子及痕量溴单质的水溶液，其相配的阳离子为氢离子、锂离子、钠离子、钾离子、镁离子、锌离子、铵根离子中的一种或几种，负一价溴离子浓度在0.1 mol/L到10 mol/L之间。